| 标题 | 农业高清影像数据库实践意义探寻 |
| 范文 | 郑妍妍 董擎辉 龙江雨 赵璞 关宪任 王红蕾 一、农业高清影像数据库的构建方法 为了便于农业高清影像的管理和存储，可依托相关的信息技术，构建农业高清影像数据库，具体的构建方法如下： 1、数据库架构 数据库是一种能够对相关数据信息进行管理和存储的系统，在对数据库进行构建的过程中，应当以需要管理和存储的数据类型作为建库依据，同时，为确保构建的数据库运行稳定、可靠，必须对其架构进行合理设计。本文所构建的数据库主要是对与农业生产有关的高清影像进行管理和存储，通过对当前较为流行的数据库架构进行研究后，决定采用B/S架构体系。这是一种实用性较高的系统架构，其中的B代表浏览器，S代表服务器，浏览器能够通过Web Server与数据库进行数据交互。B/S架构分为三层，即浏览器、Web服务器和数据库服务器，该架构的工作原理为浏览器请求、服务器响应，其最为突出的特点在于成本低、便于维护、分布性强、易于开发，无需安装专用软件。 2、逻辑与物理设计 （1）逻辑结构设计。逻辑设计是数据库构建的重要前提，其所反映的是数据库的业务逻辑。本文主要是对农业高清影像数据库进行构建，需要反映的业务逻辑都是与农业高清影像有关的数据信息。在逻辑设计中，将整个数据库按照不同的农作物进行分类，将有保存价值的历史影像、农作物生产全过程的高清影像和无人机影像均按分类进行存储，并建立索引数据库，实现对高清影像的有效检索应用。逻辑设计关系到数据库的整体性能，因此，可在具体设计中引入规范化理论及相关方法，从而为农业高清影像数据库逻辑设计提供指导和工具，这样除了能够减少数据冗余之外，还能使数据的增添、删除、修改速度大幅度加快。 （2）物理结构设计。通常情况下，在数据库构建中，可以将逻辑设计作为物理结构设计的主要依据，实施存储和存取方式。数据库的物理结构对硬件系统的依赖程度比较高，为此，在具体设计过程中，设计人员应当对数据库的存储结构和数据的存取方法加以充分了解，在此基础上，对数据的存取路径进行优化设计，并对数据的存放位置进行合理确定。 （3）数据备份。由于数据库中存储的农业高清影像数据资料都比较重要，为避免数据丢失，应当对数据进行备份。在对数据进行备份的过程中，主要包括备份方式及内容的设定，存储与备份空间的规划等。为提高备份速率，可将服务器本地存储作为数据备份的一级存储，并采用全备份与增量备份相结合的方法。所有农业影像数据的日常备份均由备份系统自动完成，为使数据安全得到有效保障，采用备份复制，一份为在线保管，另外一份为离线保管。 二、农业高清影像数据库的实践意义 1、满足精准农业生产管理需求 在现代化农业生产和管理领域，建设农业高清影像数据库可满足实时获取农情信息的需求，转变传统以人工采集数据的获取方式，使高清影像数据信息为精准农业生产提供服务。农业高清影像数据库中存储着大量的作物种类、生长期、栽培管理、病虫害等相关影像信息，生成了粮食作物、经济作物、蔬菜的视频素材库，并且素材库中的影像信息实时更新。使用者只需在数据库中输入关键词，就能够快速便捷地查询到各类作物的摄制地区、摄制时间，掌握作物的生长情况，满足农业生产信息化管理的需求。 2、实现农作物生长动态监控 在农作物生长过程中，可对高清影像数据库中存储的影像进行動态图像处理，快速识别出农作物生长中是否存在着大量杂草，动态监测农作物的长势，然后根据杂草的实际情况制定农药喷洒和施肥方案，使其达到农业大面积高效作业的要求。在高清影像数据库应用中，需要在无人驾驶飞机上安装高清摄像机，对作业面进行拍摄，形成高清影像资料，之后将其传输到数据库中，借助动态图像处理系统对高清影像进行处理，生成有关农作物生长的相关影像信息，实现农作物生长期间的信息化监控和管理。 3、提高农作物病虫害防治效果 在农作物病虫害防治中，可合理利用农业高清影像数据库辅助防治工作的开展。在高清影像数据库应用过程中，通过实时检索农作物的影像资料，并借助图像处理技术对影像资料中的图像特征进行提取，以及运用神经网络法、支持向量机法、模糊聚类法等多种分类方法对图像特征进行分类识别，能够快速识别出图像中病虫害的种类，预测病虫害的发展趋势，进而为农民及时采取病虫害防治措施提供依据，将病虫害消灭在初期阶段。 4、提高农产品品质分级效率 在农业高清影像数据库中可实时存储农产品的影像信息，并借助计算机视觉系统对农产品的形态、颜色、缺陷等方面进行快速检测，为精准分级农产品品质提供技术支撑。如，在水果的品质分级中，传统的分级方法为人工分级，耗费了大量的人力，且分级效率和准确性偏低。而构建快速检测系统，并应用高清影像数据库中的影像图片进行品质分级，就可在图像采集后快速进行图像处理，按照系统中预设的果形、色泽、缺陷部位轮廓等方面的品质等级参数，自动判断出品质，并在水果输送系统中，根据系统输出的品质分级信息，准确划分品级，进而提高水果自动化分级效率。 综上所述，我国作为农业大国，在农业生产过程中会形成大量的高清影像资料，这些资料具有重要的利用价值。为使农业高清影像能够妥善保存，本文构建了一个数据库系统，通过该数据库可以对农业高清影像进行管理和存储，并根据用户需求进行调取。由于数据库中存储的数据都是一些珍贵的农业影像，为避免数据丢失造成不必要的损失，在数据库设计中应当做好备份工作。 （作者单位： 150086黑龙江省农业科学院农业遥感与信息研究所） |
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